合成孔徑雷達運動目標成像與檢測方法研究
發(fā)布時間:2021-10-07 18:10
近年來,合成孔徑雷達地面動目標指示技術(SAR-GMTI)已經(jīng)成為SAR領域研究的一大熱點,F(xiàn)代化戰(zhàn)爭背景下,地面戰(zhàn)場上存在著許多運動目標,先進的GMTI系統(tǒng)可以協(xié)助偵查戰(zhàn)場形勢、獲取敵方實時情報、監(jiān)視敵方部署的變化等。SAR-GMTI在現(xiàn)代軍事領域中正在扮演一個重要的角色。本文立足于多通道機載SAR系統(tǒng),深入開展了對SAR成像理論、動目標SAR成像算法、雜波抑制和動目標檢測技術的研究,提出了一些新的思路和方案,并通過仿真實驗和實測數(shù)據(jù)處理驗證了本文所提算法和方案在多通道SAR地面動目標成像與檢測中的有效性。本文研究內容概述如下。1.在研究SAR成像原理和基本算法的基礎上,主要針對運動目標建立多通道SAR回波模型,分析目標運動產(chǎn)生的多普勒參數(shù)的變化對SAR圖像的影響,并使用距離-多普勒算法仿真靜止目標和運動目標的SAR成像過程。2.針對參數(shù)失配導致動目標SAR圖像出現(xiàn)距離單元走動、方位散焦和偏移等現(xiàn)象,提出了一種在距離-方位二維匹配的動目標高精度成像算法。首先介紹了基于Keystone變換的距離向匹配方法,然后介紹了方位向匹配的方法并對最大失配誤差引起的散焦作了定量分析,最后經(jīng)過仿真驗...
【文章來源】:中國電子科技集團公司電子科學研究院北京市
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SAR動目標成像與檢測基本步驟??第一步要抑制地面靜止場景的雜波,先進行一次整體的、初步的雜波和目標??,
2.2.1?SAR信號模型??設定合成孔徑雷達工作在正側視模式下,雷達波束中心與航向垂直,合成孔??徑雷達觀測的幾何模型如圖2.1所示。??Z?4?_?夢?士,一.??y??圖2.1?SAR觀測幾何模型??如圖(2.1)所示,建立的坐標系xjz中的O-吁為地平面(觀測地面場景不??考慮地球立體模型)。SAR平臺高度為A,平臺幾何坐標用P(\y,z)表示,載機以??速度^沿軸正向勻速飛行,不考慮加速度;設待觀測的目標在波束覆蓋區(qū)域內,??設為點rOpyph)。顯然,SAR平臺與目標的斜距可表示為??R?=?\PT\?=?y/(.x?-?xTy?+?(y?-?yTy?+?dz?-?zT)2?(2.4)??經(jīng)過時間J??(i?為慢時間變量,可理解為平臺運動同時信號傳播的時間,稍后詳述)??平臺坐標可表示為為=?%?1,0,A)。設當經(jīng)過時間&波束中心照射到了點目??標7\即??14??
R(j])?=?R0?+?j^:(r]?-T]〇)2?(2.8)??下面介紹一下SAR合成孔徑長度和斜視角的幾何關系。如圖2.2(a)中的空??間幾何關系所示,合成孔徑長度等效于真實孔徑長度的一半,這體現(xiàn)了合成孔徑??思想的意義。一般用■表示合成孔徑長度,它和合成孔徑時間rsar?以及平臺速??度匕有如下關系??^sar?=?Ki^sar?(2.9)??圖2.2(b)中,W為測繪帶寬度,0和40分別表示波束視角和天線半功率點波束角,??Rmax、則為波束照射最遠點和最近點[65]。由圖可看出,它們有如下關系??Rmin?=?h???tan?^0?——j?(2.10)??(?AQ\?、??^max?=?htany9?+?(2-1?0??^?=?Rm^-Rmin?(2.12)??接下來介紹SAR的工作模式Ml?AAR平臺在隨著載機沿航向運動的過程中,??同時不斷地發(fā)射、接收信號。如圖2.3?(a)所示,SAR系統(tǒng)的發(fā)射機每隔1/PRF??時間發(fā)射一個長度為7;的Chirp脈沖,然后切換收發(fā)天線開關轉為接收回波模式。??本文默認為SAR工作在機載情況下
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Keystone變換實現(xiàn)方法研究[J]. 王娟,趙永波. 火控雷達技術. 2011(01)
[2]利用KWT進行動目標成像的三通道SAR-GMTI快速目標運動參數(shù)估計[J]. 錢江,蘇軍海,李涼海,邢孟道. 電子與信息學報. 2010(07)
[3]一種改進的基于FrFT的SAR運動目標檢測與成像方法[J]. 鄧彬,秦玉亮,王宏強,黎湘. 電子與信息學報. 2008(02)
[4]一種機載雷達兩級降維空時二維自適應處理方法[J]. 李曉明,馮大政. 航空學報. 2008(01)
[5]機載相控陣雷達降維STAP信號處理機的設計[J]. 徐玉芬,肖健華. 現(xiàn)代雷達. 2007(08)
[6]國外合成孔徑雷達衛(wèi)星發(fā)展趨勢分析[J]. 孫佳. 裝備指揮技術學院學報. 2007(01)
[7]基于DPCA的雙通道SAR動目標檢測研究[J]. 李兆軍,婁曉光. 電子測量技術. 2006(03)
[8]基于局部雙參數(shù)估計的SAR圖像CFAR目標檢測技術[J]. 王義敏,安錦文,王若樸. 火力與指揮控制. 2006(04)
[9]機載雙通道SAR/GMTI數(shù)據(jù)域DPCA算法研究[J]. 楊賢林,沈汀. 現(xiàn)代雷達. 2006(04)
[10]基于keystone變換的微弱目標檢測[J]. 張順生,曾濤. 電子學報. 2005(09)
博士論文
[1]多通道SAR成像理論與方法研究[D]. 龐礴.國防科學技術大學 2014
[2]動目標檢測、成像與參數(shù)估計方法研究[D]. 張立峰.西安電子科技大學 2013
[3]多通道SAR-GMTI方法研究[D]. 楊壘.西安電子科技大學 2009
[4]多通道SAR地面運動目標檢測與參數(shù)估計研究[D]. 孫華東.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]機載雷達簡易STAP方法及其應用[D]. 王彤.西安電子科技大學 2001
碩士論文
[1]多通道SAR動目標檢測方法研究[D]. 穆慧琳.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于多通道合成孔徑雷達的地面運動目標檢測[D]. 侯英杰.上海交通大學 2015
[3]雷達微弱目標檢測技術研究[D]. 王娟.西安電子科技大學 2012
[4]基于DPCA的機載SAR/GMTI通道均衡技術研究[D]. 張志祥.南京航空航天大學 2010
[5]SAR地面動目標檢測方法研究[D]. 武杰.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[6]機載雙通道SAR地面運動目標檢測成像技術研究[D]. 楊賢林.中國科學院研究生院(電子學研究所) 2005
本文編號:3422528
【文章來源】:中國電子科技集團公司電子科學研究院北京市
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SAR動目標成像與檢測基本步驟??第一步要抑制地面靜止場景的雜波,先進行一次整體的、初步的雜波和目標??,
2.2.1?SAR信號模型??設定合成孔徑雷達工作在正側視模式下,雷達波束中心與航向垂直,合成孔??徑雷達觀測的幾何模型如圖2.1所示。??Z?4?_?夢?士,一.??y??圖2.1?SAR觀測幾何模型??如圖(2.1)所示,建立的坐標系xjz中的O-吁為地平面(觀測地面場景不??考慮地球立體模型)。SAR平臺高度為A,平臺幾何坐標用P(\y,z)表示,載機以??速度^沿軸正向勻速飛行,不考慮加速度;設待觀測的目標在波束覆蓋區(qū)域內,??設為點rOpyph)。顯然,SAR平臺與目標的斜距可表示為??R?=?\PT\?=?y/(.x?-?xTy?+?(y?-?yTy?+?dz?-?zT)2?(2.4)??經(jīng)過時間J??(i?為慢時間變量,可理解為平臺運動同時信號傳播的時間,稍后詳述)??平臺坐標可表示為為=?%?1,0,A)。設當經(jīng)過時間&波束中心照射到了點目??標7\即??14??
R(j])?=?R0?+?j^:(r]?-T]〇)2?(2.8)??下面介紹一下SAR合成孔徑長度和斜視角的幾何關系。如圖2.2(a)中的空??間幾何關系所示,合成孔徑長度等效于真實孔徑長度的一半,這體現(xiàn)了合成孔徑??思想的意義。一般用■表示合成孔徑長度,它和合成孔徑時間rsar?以及平臺速??度匕有如下關系??^sar?=?Ki^sar?(2.9)??圖2.2(b)中,W為測繪帶寬度,0和40分別表示波束視角和天線半功率點波束角,??Rmax、則為波束照射最遠點和最近點[65]。由圖可看出,它們有如下關系??Rmin?=?h???tan?^0?——j?(2.10)??(?AQ\?、??^max?=?htany9?+?(2-1?0??^?=?Rm^-Rmin?(2.12)??接下來介紹SAR的工作模式Ml?AAR平臺在隨著載機沿航向運動的過程中,??同時不斷地發(fā)射、接收信號。如圖2.3?(a)所示,SAR系統(tǒng)的發(fā)射機每隔1/PRF??時間發(fā)射一個長度為7;的Chirp脈沖,然后切換收發(fā)天線開關轉為接收回波模式。??本文默認為SAR工作在機載情況下
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Keystone變換實現(xiàn)方法研究[J]. 王娟,趙永波. 火控雷達技術. 2011(01)
[2]利用KWT進行動目標成像的三通道SAR-GMTI快速目標運動參數(shù)估計[J]. 錢江,蘇軍海,李涼海,邢孟道. 電子與信息學報. 2010(07)
[3]一種改進的基于FrFT的SAR運動目標檢測與成像方法[J]. 鄧彬,秦玉亮,王宏強,黎湘. 電子與信息學報. 2008(02)
[4]一種機載雷達兩級降維空時二維自適應處理方法[J]. 李曉明,馮大政. 航空學報. 2008(01)
[5]機載相控陣雷達降維STAP信號處理機的設計[J]. 徐玉芬,肖健華. 現(xiàn)代雷達. 2007(08)
[6]國外合成孔徑雷達衛(wèi)星發(fā)展趨勢分析[J]. 孫佳. 裝備指揮技術學院學報. 2007(01)
[7]基于DPCA的雙通道SAR動目標檢測研究[J]. 李兆軍,婁曉光. 電子測量技術. 2006(03)
[8]基于局部雙參數(shù)估計的SAR圖像CFAR目標檢測技術[J]. 王義敏,安錦文,王若樸. 火力與指揮控制. 2006(04)
[9]機載雙通道SAR/GMTI數(shù)據(jù)域DPCA算法研究[J]. 楊賢林,沈汀. 現(xiàn)代雷達. 2006(04)
[10]基于keystone變換的微弱目標檢測[J]. 張順生,曾濤. 電子學報. 2005(09)
博士論文
[1]多通道SAR成像理論與方法研究[D]. 龐礴.國防科學技術大學 2014
[2]動目標檢測、成像與參數(shù)估計方法研究[D]. 張立峰.西安電子科技大學 2013
[3]多通道SAR-GMTI方法研究[D]. 楊壘.西安電子科技大學 2009
[4]多通道SAR地面運動目標檢測與參數(shù)估計研究[D]. 孫華東.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]機載雷達簡易STAP方法及其應用[D]. 王彤.西安電子科技大學 2001
碩士論文
[1]多通道SAR動目標檢測方法研究[D]. 穆慧琳.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于多通道合成孔徑雷達的地面運動目標檢測[D]. 侯英杰.上海交通大學 2015
[3]雷達微弱目標檢測技術研究[D]. 王娟.西安電子科技大學 2012
[4]基于DPCA的機載SAR/GMTI通道均衡技術研究[D]. 張志祥.南京航空航天大學 2010
[5]SAR地面動目標檢測方法研究[D]. 武杰.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[6]機載雙通道SAR地面運動目標檢測成像技術研究[D]. 楊賢林.中國科學院研究生院(電子學研究所) 2005
本文編號:3422528
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